Титановый круг ВТ5 в Минске

Титановый круг ВТ5: жаропрочный пруток для авиационных и химических систем

Титановый круг ВТ5 — горячекатаный или кованый пруток из титанового сплава системы Ti–Al–Sn. Сплав ВТ5 — термически неупрочняемый -сплав, сохраняющий структуру и механические свойства при нагреве до 400–450 C. Круг поставляется по ГОСТ 26492-85 и ГОСТ 23755-79 в диаметрах от 8 до 150 мм, в состоянии поставки без термической обработки или после отжига. В отличие от ВТ6, сплав ВТ5 не содержит ванадия и не упрочняется закалкой, что определяет его применение в узлах, где требуется стабильность размеров при циклическом нагреве.

Химический состав и структура

Основа сплава — титан марки ТГ-90 или ТГ-100. Легирующие элементы обеспечивают твёрдорастворное упрочнение -фазы:

• алюминий — 4,3–6,0 %;
• олово — 1,5–2,5 %;
• кремний — до 0,12 %;
• железо — до 0,30 %;
• углерод — до 0,10 %;
• кислород — до 0,15 %.

Микроструктура — однофазная с размером зерна 20–60 мкм после отжига при 750–800 C. Отсутствие -фазы исключает фазовые превращения при эксплуатационном нагреве, что важно для деталей, работающих в условиях термоциклирования.

Механические свойства при нормальной и повышенной температуре

Предел прочности при 20 C — 750–950 МПа. Предел текучести — не менее 700 МПа. Относительное удлинение — 10–14 %. При нагреве до 400 C предел длительной прочности за 100 ч — не менее 400 МПа. Модуль упругости — 110–115 ГПа. Твёрдость по Бринеллю — 240–290 HB. Сплав сохраняет работоспособность в интервале от –196 C до +450 C, что перекрывает диапазоны большинства криогенных и горячих магистралей.

Технологические особенности обработки

Круг ВТ5 обрабатывается резанием со скоростью 30–50 м/мин твердосплавным инструментом (ВК8, ВК6М) при обильном охлаждении. Склонность к наклёпу требует снижения подачи на чистовых проходах. Свариваемость ограничена: ручная дуговая сварка в среде аргона возможна, но требует защиты шва и околошовной зоны. Гибка в холодном состоянии затруднена из-за высокого предела текучести; для формообразования применяют нагрев до 600–700 C. Полируемость высокая — достигается шероховатость Ra 0,32–0,63 мкм.

Применение в промышленных системах

Круг ВТ5 используется в элементах, где сочетаются умеренная жаропрочность и коррозионная стойкость в агрессивных средах:

• лопатки и диски компрессоров авиационных ГТД, работающие до 400 C;
• корпуса и арматура химических реакторов для сред с хлоридами и органическими кислотами;
• теплообменные трубные решётки и змеевики в установках нефтепереработки;
• детали криогенной техники — шпиндели, штоки, крепёж для температур до –196 C;
• оснастка для вакуумного напыления и ионной имплантации;
• элементы судовых систем, контактирующие с морской водой.

Отличия от смежных сплавов

ВТ5 не упрочняется термической обработкой, в отличие от ВТ6 (Ti–6Al–4V), который закаливается и старится. По сравнению с техническим титаном ВТ1-0 круг ВТ5 имеет предел прочности выше в 1,8–2,0 раза, но уступает по пластичности. Сплав ВТ5-1 содержит олово в большем количестве и применяется при 450–500 C, тогда как ВТ5 стабилен до 450 C. Для узлов, требующих свариваемости, предпочтителен ВТ1-0 или ВТ20.

Вопросы и ответы